一种用于流程工业的生产过程设备调度优化方法技术

本发明专利技术公开了一种用于流程工业的生产过程设备调度优化方法

【技术实现步骤摘要】
一种用于流程工业的生产过程设备调度优化方法


[0001]本专利技术涉及流程工业的系统及设备的调度优化方法，属于流程工业

。

技术介绍

[0002]流程工业泛指炼油
、
化工
、
酿造
、
石化
、
造纸
、
冶金
、
制药
、
建材
、
电力等能源工业行业和原材料加工行业
。
流程工业的生产过程是连续
、
非中断进行的，它按照一定的工艺流程把原材料连续不断地通过一系列装置和设备，将其加工处理成产品，并一般伴有化学
、
物理
、
相变等物性变化的过程
。
[0003]流程工业具有生产批量大
、
生产过程连续
、
复杂
、
产品种类繁多
、
在存储方面
、
能源供应方面
、
生产自动化和安全方面要求较高等特点
。
流程工业通常是多目标
、
多约束
、
随机不确定的问题
。
故流程工业生产调度问题是典型的非多项式完全问题
。
生产者必须精心安排组织生产，根据市场需求或生产任务分配时间和设备实现生产过程调度的优化
。
通过生产调度从时间和空间上合理地配置生产资源确定各产品在不同设备上的加工次序和时间，以提高生产效率和经济效率
。
[0004]流程工业生产调度一般可以分为三种类型：
[0005]批量生产过程的调度：在流程工业中批量生产过程占有较大的权重
。
批量生产过程优点突出，它不仅能够更好地保证产品质量，而且能使生产具有更大的柔性
。
批量生产过程是生产不同规格产品的多产品生产过程，它在不改变物料流动的前提下，在同一条生产线上调整时间表与工艺条件
。
虽然批量过程经历了一个曲折的发展历程，但是随着高附加值精细化工品加工业的发展以及生物技术的产业化，批量过程得到了空前的应用，批量过程调度的重要性也就更为突出了
。
[0006]优化配置资源的调度：企业在生产经营过程中
、
在一定的资源约束下对所拥有的各种资源进行优化配置也让企业获得了最大的经济收益
。
[0007]生产过程中的应急调度：所谓应急调度是指企业的生产过程中当出现异常情况物品的加工时间异常
、
生产的原料供应短缺
、
生产设备发生故障
、
误操作等时采取必要的调度措施确保生产的顺利进行
。
[0008]生产调度在流程工业中占有及其重要的地位，但是由于大量的不确定性因素存在于流程工业生产中，从而导致了调度与控制优化脱节的现象比较严重，使生产失去了均衡和协调性，增加了企业成本和降低了生产效益
。
提高生产效益的关键是有效的调度方法和优化技术的研究与应用
。
生产调度问题的研究具有重要的现实意义，合理改善生产调度方案可以极大的提高生产效益和资源利用率，进而增强企业的生产核心竞争能力
。
因此，一种用于流程工业生产设备智能调度的方法也是必需的
。
[0009]目前已有的智能调度方法包括：
[0010]公开号为
CN115619160A
的专利技术专利申请公开了一种基于物联网的工业生产智能调度方法
、
系统及设备
。
该专利申请公开了基于物联网的工业生产智能调度方法
、
系统及设备，属于工业生产
；通过对工业生产不同类型的设备运行状态进行评估，以便可以
为不同类型的设备调度处理的效果实施针对性的评估和优化；通过对工业生产的产品制造方面和转运方面进行监测和评估，来为后续调度的实施和评估提供数据支撑，并基于时间维度对不同方面的调度实施差异化的监测分析，判断对应流程的调度是否满足要求，来从调度方面降低对工业生产造成的影响；该专利技术用于解决现有方案中没有对工业生产不同的流程实施差异化的监测评估以及调度，并对调度的效果进行评估以及优化提示，导致工业生产调度的整体效果不佳的技术问题
。
[0011]公开号为
CN114115155A
的专利技术专利申请公开了一种工业物联网多线程智能生产调度方法及系统，属于通信

。
所述方法包括：采集工业设备的多源异构数据，将所述多源异构数据传输至生产调度系统的中控平台对所述多源异构数据进行预处理和卸载操作；根据预处理后的所述多源异构数据评估设备产率，建立基于分布式近端策略优化
DPPO
的调度模型；基于所述分布式近端策略优化
DPPO
的调度模型，进行多线程任务分配与设备调度
。
本方法解决了基于在线订单式柔性生产模式下的生产调度问题，能够在工业生产过程中大幅度缩小订单的交付时间，提高生产效率
。
[0012]公开号为
CN113408902A
的专利技术专利申请公开了基于人工智能的全流程生产调度系统及方法，涉及人工智能
，具体涉及基于人工智能的全流程生产调度系统及方法，所述系统包括：数据获取单元，配置用于获取生产线的运行数据；生产线资源估计单元，配置用于基于运行数据，使用预设的资源估计模型，计算每个生产线的资源值
。
其通过获取生产线上的运行数据，计算每个生产线的资源值，以判断是否能够调取该生产线进行使用，一方面该过程可以筛选出空闲资源较多的生产线，以保证各个生产线能够最大化利用资源，另一方面，能够整合空闲资源，提升生产线的工作效率
。
[0013]总体而言，上述专利申请涉及对工业生产不同的流程实施差异化的监测评估以及调度
、
基于在线订单式柔性生产模式下的生产调度以大幅度缩小订单的交付时间
、
通过计算产线资源值来配置优化产线等
。
但是针对流程行业生产过程中以总加工时间为最短的调度优化方面还未涉及
。

技术实现思路

[0014]本专利技术的目的是：提供一种针对流程行业生产过程中以总加工时间为最短的调度优化方法
。
[0015]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种用于流程工业的生产过程设备调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0016]步骤
1、
形成生产有序列表集合：
[0017]将需生产的产品形成生产有序列表，并将所有生产有序列表汇集成为生产有序列表集合，其中，生产有序列表为根据需生产的产品的先后顺序所形成的列表；
[0018]步骤
2、
生产有序列表初始化：
[0019]将探索深度初始化为0，并初始化各个生产有序列表的设备加工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于流程工业的生产过程设备调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
1、
形成生产有序列表集合：将需生产的产品形成生产有序列表，并将所有生产有序列表汇集成为生产有序列表集合，其中，生产有序列表为根据需生产的产品的先后顺序所形成的列表；步骤
2、
将探索深度初始化为0，并初始化各个生产有序列表的设备加工时间表，每个生产有序列表单独记录一张设备加工时间表，其中，设备加工时间表初始化包括两个部分：第一部分
、
初始化探索深度为0；初始化各个生产有序列表的设备加工时间表，每个生产有序列表需单独记录一张设备加工时间表为标记设备完成当前产品的生产工艺所需加工时间的列表，设备加工时间表的内容包括针对某产品的设备加工时间
、
适用的加工工艺以及设备
ID
；步骤
3、
遍历计算各生产有序列表的产品最短加工路径：遍历生产有序列表集合中的所有生产有序列表，获取各生产有序列表中的第一个未计算过最短加工路径的产品的产品最短加工路径，遍历完成后，探索深度加一，其中，计算产品最短加工路径包括以下步骤：步骤
301、
根据当前生产有序列表的设备加工时间表形成设备的赋权有向图，在赋权有向图中，将可供生产的设备作为节点，并将加工前等待时间与生产时间的和作为权重；步骤
302、
求解步骤
301
获得的赋权有向图，找到最短路径，即为最短加工路径，并根据该最短加工路径选择相应设备，并计算得到该最短加工路径下的加工时间；步骤
303、
更新设备加工时间表：最短路径计算完毕后，根据最短加工路径下设备被选择的情况更新当前生产有序列表的设备加工时间表；步骤
4、
若探索深度大于等于产品总数，则进入步骤5，否则进入步骤6；步骤
5、
比较生产有序列表集合中的所有生产有序列表，选取加工时间最短的生产有序列表...

【专利技术属性】
技术研发人员：程睿远，高红亮，戴志卿，方文，赵金凤，
申请(专利权)人：上海电器科学研究院，
类型：发明
国别省市：